Farklı düzeylerdeki araştırma (inquiry) kavramı, ilk defa Schwab (1962) tarafından tanımlanmıştır. Öğretmenin, kararı ve yönlendirmesi sonucunda, açık araştırmadan (open inquiry), yapılandırılmış araştırmaya (structured inquiry) kadar farklı araştırma çeşitleri ortaya çıkmıştır (NRC, 2000).
Araştırmaya dayalı öğrenme yaklaşımında araştırma düzeyleri, doğrulama tipi araştırmalar (confirmation inquiry), yapılandırılmış araştırmalar (structured inquiry), rehberli araştırmalar (guided inquiry) ve açık araştırmalar (open inquiry) olmak üzere dört farklı grupta incelenmektedir (Windschitl, 2003; Banchi ve Bell, 2008; Pizzini, Shepardson & Abel, 1991) :
(1) Doğrulama tipi araştırma: Bu, genellikle bir tarife gibi olan deney aşamalarını ifade eder. Öğrenciler bilinen bilimsel ilkeleri doğrulamak için düzenlenmiş olan adımlara göre hareket ederler.
(2) Yapılandırılmış araştırma: Öğretmen, öğrencilerine cevabını bilmedikleri bir soru yöneltir ve belirli araştırma görevlerini yapmada yol gösterir.
(3) Rehberli araştırma: Öğretmen, öğrencilere kendi yönlendirmesi olmaksızın daha önce tartışılmış olan kendi metotlarını kullanarak tartışmaları ve çözümlerini keşfetmeleri için sorular ya da görevler verir.
(4) Açık araştırma: Öğretmen öğrencilerin kendi sorularını geliştirmelerine, araştırma basamaklarını tasarlamalarına, incelemeler yapmalarına ve kendi başlarına sonuca ulaşmalarına izin verir.
Araştırma tipleri açısından, bazı öğretmenler rehberli araştırmayı tercih ederken, bazıları ise açık araştırmayı tercih etmektedirler (Zion vd., 2007).
2.5.1. Doğrulama Tipi Araştırma (Confirmation)
Doğrulama tipi araştırmalar, sonuçları önceden bilinen araştırmalarda kullanılırlar, öğrencilere daha önceden verilen bilgilerin pekiştirilmesi için kullanıldığında yararlı olurlar. Ayrıca öğrencilerin, veri toplama ve kaydetme gibi araştırma becerisi kazanmaları, uygulama deneyimi kazanmaları amacıyla uygulanabilirler (Banchi ve Bell, 2008).
Fen dersleri genellikle doğrulama laboratuarlarını içerir fakat amaç öğrencilerin araştırma yapma becerilerini daha üst düzeye çıkarmaktır. Doğrulama deneylerinden daha kompleks araştırma deneyleri yapıldığında öğrencilerin sadece deney yapma değil, içerik içindeki bilgileri daha iyi değerlendirme ve deneysel parametreleri daha iyi anlama yetenekleri de geliştirilir (Wyatt, 2005).
2.5.2. Yapılandırılmış Araştırma (structured inquiry)
Yapılandırılmış araştırmada, öğretmen süreç için gerekli olan tüm parçaları hazırladığından öğrencilerden sadece sonuçları keşfetmeleri beklenir. Yapılandırılmış araştırmalar, öğretmenin anlattıklarına öğrencilerin verdiği dönütlerden oluşmaktadır. Germann vd., (1996), önceden cevabı bilinen soruları doğrulamak için verilen basamakları takip ederek yapılan aktivitelerin, öğrencilerin bilimsel araştırma yapabilme becerilerini geliştirmediğini ortaya koymuştur. Öğrenciler deney kitabında yazan veya öğretmenin açıkladığı basamakları takip ederek deneyin sonucuna ulaşırlar (Llewellyn, 2002).
Yapılandırılmış araştırmalarda çalışılacak konu ya da problem hakkında öğretmen tarafından öğrencilere sorular sorulur. Bu tip araştırmalar genellikle yemek kitabından tarifine bakılarak yemeğin pişirilmesi gibi öğrenciler tarafından da aynı şekilde yapılır. Öğrencilerin araştırmayı yaparken düşünmelerini gerektiren yani zihinsel olarak aktif olmalarını gerektiren araştırmalar değildir (Keller, 2001). Geleneksel fen kitaplarındaki çoğu fen deneyi bu gruba girer (Bağcı-Kılıç, 2006).
2.5.3. Rehberli araştırma (guided inquiry)
Rehberli araştırma, bilgi ve beceriye eşit ağırlık verir. Güçlü bir içeriğe dayanan etkinlik temelli ve elle yapılan aktivitelere ağırlık veren bir araştırmadır (Thier ve Daviss, 2001).
Rehberli araştırmada, öğretmen genellikle açık uçlu bir soru ya da biraz bilgi ile başlangıç yapar. Öğrenciler gözlem yaparak bazı sonuçlara, genel yargılara ya da yanıtlara ulaşırlar. Ulaşılan sonuç ise genellikle öğretmen tarafından daha önce belirlenmiştir (Holt ve Kysilka 2006). Öğretmen, öğrencilerin araştırması için problem ve gerekli materyalleri sağlar, öğrenciler ise, araştırmayı sürdürebilmek ya da problemi çözmek için kendi yol ve yöntemlerini planlarlar (Banchi ve Bell, 2008).
Öğretmen araştırılacak problemi ve kullanılacak materyalleri verir. Öğrenciler nasıl yapacaklarını tasarlayıp uygularlar ve sonuçlarını değerlendirerek bilimsel bilgilere ulaşırlar. Burada, öğretmenin amaç ve malzeme açısından yönlendirmesi vardır, fakat öğrencilere nasıl yapacakları konusunda özgürlük verilmiştir (Bağcı-Kılıç, 2006).
Rehberli araştırma, yapılandırılmış araştırmaya şu yönden benzer: öğretmen ya da eğitici bir anlamda çözümlenmesi için öğrencilere bir kafa karıştırıcı soru ya da problem sağlar. Yapılandırılmış araştırmada, problemi çözmek için yöntem sabitlenmiş ve öğrenci için sağlanmıştır; ancak rehberli araştırmada yöntem öğrencilerin kendilerinin belirlemeleri için açık bırakılmıştır (Colburn, 2000).
Rehberli araştırma yönteminde, öğretmenler öğrenci tarafından yapılan araştırmayı teşvik eden bir atmosfer sağlar ve öğrencilerin sorularını yanıtlamaz, cevaplara ulaşmada onlara rehberlik eder (Furtak, 2006). Ayrıca, rehberli araştırmada öğretmenin rolü, öğrencilerin araştırma sürecinde kullanacakları araç-gereçlerin sağlanmasında, konu ile ilgili bilgileri araştıracakları kaynaklar hakkında, araştırma süreci boyunca grup içi ve gruplar arası tartışmalar yapılmasını sağlamada yol göstericidir.
Öğrencilerin tamamen kendilerinin yapacakları araştırmalara hazır olmadıkları durumlarda, yani yapılandırılmış araştırmalardan açık araştırmalara geçişte ara basamak olarak rehberli araştırmalar uygulanabilir. Bu tip araştırma ile öğrenci araştırma becerilerini kazanarak gelecekte bağımsız araştırmalar yapabilme becerisi kazanır (Tatar,
2006). Çok sayıda çalışma, çeşitli tiplerdeki araştırmaya dayalı öğretimin öğrenci başarısı üzerindeki etkilerini değerlendirmek için yürütülmüş ve elde edilen sonuçlar rehberli araştırmanın, genellikle açık araştırmadan daha etkili olduğunu ortaya koymuştur (Pasley, vd., 2004; Minner vd., 2010).
2.5.4. Açık Araştırma (open inquiry)
Açık araştırma öğrencilerin bir araştırma problemi geliştirdikleri, veri toplama planını içeren, cevap bulacakları bir uygulama süreci hazırlayacakları araştırmalardır (Hook, Clark, Haag & Duran, 2009). Araştırmanın en üst düzeyidir. Öğrenciler problemlerini kendileri oluşturarak araştırmaya başlarlar. Problemlerini oluşturduktan sonra, bunları cevaplamak için gerekli süreçleri kendileri belirler ve sonuçlarını elde ederler. Açık araştırmalar, öğrenciler kendi araştırmalarını yapılandırdıkları için öğretmen değil, öğrenci odaklıdır. Bu süreçte öğrenciler, hem problemi hem de onu çözmek için izleyecekleri basamakları kendileri formüle ederek sonuca ulaşıp, bilgileri yorumlarlar (Llewellyn, 2002). Krystyniak ve Heikkinen (2007), açık araştırma projesi esnasında öğrencilerin araştırma becerilerini kullandıklarını ve daha yüksek düzey düşünme ile meşgul olduklarını bulmuştur.
Araştırılacak problemle ilgili, hangi malzemeleri kullanacaklarına, nasıl yapacaklarına öğrenciler kendileri karar verirler. Sonuçları da yine kendileri değerlendirirler. Kısacası, önceden öğretmen tarafından tasarlanan bir yapı yoktur. Bu şekilde uygulanırsa, öğrenciler aynen bilimin uyguladığı süreci uygulayacaklardır. Öğretmen süreç boyunca öğrenciler gerek duydukça yönlendirme yapar, fakat rehberliğinin derecesini arttırmamalıdır (Bağcı-Kılıç, 2006). Öğrencilerin malzemeleri kendi başlarına kullanabilmesi ve kendi performanslarını göstermesi gerekir. Öğrenciler, açık araştırma yaparken eğer araştırma hakkında deneyimleri yoksa veya konu hakkında yeterli bilgiye sahip değillerse zorlanacaklardır (Hayes, 2002).
Açık araştırmayı tercih eden eğitimciler, bu metodun, öğrencilerin daha yüksek düzeyde araştırma yapmasını sağladığını, bu düzeyde bilimsel bilginin doğasının öğrencilere daha tanıdık geldiğini ve öğrencilerin araştırma becerilerini daha fazla geliştirdiklerini iddia etmektedirler (Yen ve Huang, 2001; Berg, vd., 2003).
Genel olarak bakıldığında, ilköğretimin ilk yıllarında öğrencilerle yapılandırılmış araştırmalar yapmak en mantıklısıdır. Fakat yıllar ilerledikçe ya da öğrencilerin hazıroluş düzeyleri arttıkça rehberlik derecesi yavaşça azaltılarak diğer araştırma türlerini uygulanmaya başlanabilir. Öğrencilerin tam anlamıyla yapılandırılmamış araştırmalar yapabilecek yetkinliğe ulaşmaları 7-8.sınıfı, hatta lise yıllarını bulabilir (Bağcı-Kılıç, 2006).